工业微生物育种复习资料(2)

一般产生菌产量越高,对自身抗生素的耐受力越强,反之越敏感 自身抗生素不一定对生长有影响

十、营养缺陷型在代谢调节育种中的应用

1. 营养缺陷型常由结构基因突变引起合成代谢中一个酶失活直接使某个生化反 应发生遗传性障碍,使菌株丧失合成某种物质的能力,导致该菌株在培养基中不特点及类型 特点：抗反馈调节突变株产物不当积累,不会因其浓度超量而终止产生. 抗反添加这种物质,就无法生长.

2. 营养缺陷型常常使发生障碍的前一步的中间代谢产物得到积累

3. 营养缺陷型由于合成不能完成,解除了终产物的反馈抑制,外加限量的营养物质,克服生长的障碍,从而使某一中间产物或另一途径的终产物得以积累

十一、抗反馈调节突变株馈突变型:

结构基因突变,使相应的酶不能与终产物结合,便失去了终产物的反馈抑制作用 抗阻遏突变型:由于调节基因突变引起调节蛋白不能与终产物结合而失去阻遏作用

类型：抗终产物结构类似物突变株；耐自身产物突变株；回复突变引起的抗反馈调节突变株；耐前体或前提结构类似物突变株。

第六章 工业微生物杂交育种

一、名词解释：

有限培养基：专供异核体生长的培养基.通常在基本培养基或蒸馏水中加入少量(20%~20%)的完全培养基,仅供直接亲本稍许生长,以供相互接触,融合需要.

细菌结合因子：F因子(fertility factor)是一种质粒，它存在于细胞质中，一般为游离状态（F+菌株），有时又和染色体整合在一起，与染色体一起复制一起遗传（Hfr菌株），这种整合是可逆的。

微生物原生质体融合育种：通过酶解破除细胞壁后制备原生质体,然后诱导原生质体融合杂交.双亲本不受亲和力限制, 甚至可以打破种属间的遗传障碍,获得远源杂交重组体。 原生质体再生：原生质体重新合成细胞壁,恢复完整细胞结构,并进一步生长繁殖

二、杂交育种特点

1. 进行遗传物质的交换和重组,改变亲株的遗传物质基础,扩大变异范围,使不同菌株的 优良性状集中于重组体(recombinant).

2.重组体体不仅可以克服因长期诱变造成的生活力下降,代谢缓慢等缺陷,也可以提高对

诱变剂的敏感性

三、微生物杂交类型

真菌、细菌和放线菌

四、微生物杂交育种基本程序

选择原始亲本→诱变筛选直接亲本→亲本之间亲和力的鉴定→杂交→分离到基本培养基或选择培养基→筛选重组体→重组体分析鉴定. 五、杂交亲本选择依据

1 原始亲本的选择: 原始亲本是杂交育种中具有不同遗传背景的优质出发菌株,除具有一般的优 良性状外,还应该具有遗传标记,如孢子颜色/可溶性色素/抗性标记等

2 直接亲本的选择: 具有优良性状,遗传标记和亲和力,直接用于杂交配对菌株. 它们是原始亲本经过诱变选育出来的具有营养缺陷标记或其它遗传标记,又通过亲和力测定的直接用于杂交的菌株. 最好选择各自优良性状突出,遗传差异明显的近亲菌株为直接亲本

六、微生物杂交育种的主要方法

常规杂交育种（接合、转化、转导、溶源转换、转染）、原生质体融合育种。

七、细菌杂交原理

微生物杂交的本质是不同菌株间遗传物质的转移、交换和重组，主要方法有结合、转化和转导，供体菌(donor)把部分遗传物质传递到受体菌(receptor),经过染色体交换和重组，受体子代细胞中出现了新的遗传物质和新的遗传性状。

八、大肠杆菌杂交与菌株类型 类型:F- 菌株、Hfr菌株、F+菌株、F′菌株

九、Hfr菌株的特点

1、这类菌株含有F因子，并且F因子整合到染色体上，一起复制一起遗传。当与F-菌株结合时，与F因子连锁的染色体DNA会进入F－细胞，易于形成重组体。所以Hfr菌株称为高频重组(high frequency recombination)菌株。

2.、杂交过程为：结合， Hfr菌株染色体单链打开，远离F因子一端的染色体DNA先进入F-细胞(F因子最后才能进入),部分结合子形成, 经过交换， Hfr菌株的一段DNA整合到F-菌株染色体中，形成具有新的遗传性状的重组体。

3、Hfr菌株与F-菌株结合，供体细胞进入受体的染色体常常发生断裂，使进入受体的机会总是位于前端的基因比后端的大，而F因子位于最末端，也就没有机会或极少有机会

进入F－菌株。

十、微生物原生质体育种优点/方法

优点 1、保持原有细胞结构、活性与功能；可以再生成正常正常细胞

2、对渗透压特别敏感；对诱变剂更敏感；失去对噬菌体的敏感性；转化更容易与其它 原生质体融合更容易

3、有原生质体再生育种，原生质体诱变育种，原生质体转化育种，原生质体融合育种

4、用对数期细胞制备原生质体

方法：微生物原生质体再生育种、微生物原生质体转化育种、微生物原生质体诱变育种 十一、微生物原生质体再生育种及其原理

含义：原生质体制备后直接再生,从再生菌落中分离筛选变异菌株

可能原理:

1 原生质体本身敏感,制备和再生过程中各种理化因子有一定诱变效应;

2 再生的细胞壁可能在组成和结构上变化,甚至产生可遗传的利于细胞代谢和产物外泌的变异

十二、原生质体融合育种的优势

1、大幅度提高亲本间的重组频率:链霉菌达1%,如果先用紫外线处理再融合,重组率达20%~30%

2、扩大重组亲本范围:可以远源融合

3、整套染色体参与重组,遗传物质转移和重组类型多,集中双亲优良性状的机会大

4、多亲融合

十三、原生质体融合育种步骤

1 、直接亲本选择及其遗传标记选择

2 、原生质体制备

3 、原生质体诱导融合

4 、融合重组体分离

5 、遗传分析与测定

十四、原生质体融合直接亲本及其遗传标记的选择原则和方法

原则：一般选择具有较大遗传差异的近亲菌株；遗传标记主要是常用的营养缺陷型/抗性/孢子颜色等

灭活法: 再没有合适遗传标记时, 可以把双亲中任何一方原生质体用热灭活(如50℃,2h或60 ℃,5min), 或用紫外线/药物灭活, 然后和具有正常活性的一方融合

荧光标记:双亲用不同荧光染料标记,融合后选择同时具有两种荧光色素的融合体 十五、酶法分离原生质体

取健壮细胞悬浮于高渗溶液中,加入细胞壁水解酶, 在一定条件下酶解一定时间,再经过滤除去菌丝,离心收集原生质体,再悬浮于同一高渗溶液中备用

十六、主要融合剂 PEG、电场、激光

湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院

生物工程系生物制药专业

工

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习

资

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2014年5月